塑膠超聲焊接設計方法和應用塑膠超聲焊接設計方法和應用近來論壇上有不少爭論超聲波焊接的貼子，目前還在爭論不休，對此，不怕抽空在此總結一下，個人思想而已。不代表標準答案。TONY“://5/bbs/thread-9921-1-1.html“://5/bbs/thread-9921-1-1.html在眾多的產品中，塑料的焊接用的可是不少，而且焊接方式也是多式多樣。首先一起來大約了解下，目前常用的各種零件焊接方式〔實際上有些我也不曾親自用過〕1．超聲波焊接2，振動焊接3，旋轉焊接4，熱板焊接5．感應焊接6，接觸電阻焊接7，熱氣焊接8，擠出焊接它的焊接工藝，有興趣的朋友可以自已找資料學習爭論和是私下找我商討也行。首先，我們肯定要真正弄清焊接的原理，只有這樣，才能設計出好的焊接構造，才能在這種構造上成為真正的工程師，不然你的所謂閱歷和資料，都將成為你的絆腳石。一,焊接的原理：幾乎全部的焊接，都是將兩焊接零件的焊接端面分子產生運動，使它們相互集中，相互纏結。到達相互連接的目的。如我們的超聲波焊接就是利用焊頭的高頻振動,使兩焊接零件高頻磨擦，將機械能轉化為熱能，熱能將兩焊接面的分子溶解，恢復其活性，然后在外作用力的關心下，分子相互纏結來到達焊接目的，而我們通常用的502膠水，或是其它粘接劑，膠水本是一種高腐蝕的液體，它將焊接面的分子膨漲，恢復其活性，然后在外作用力的關心下，分子相互纏結來到達焊接目的。其實不難明白。焊接就是一個讓分子相互纏結的過程。二,超聲焊接剖析：2.1:超聲波焊接設備，信任各位都有見過，還是再來哆嗦一下。如圖：[本帖最終由不怕于2007-9-1308:24 編輯]==更多精彩，源自無維網〔“://5/“5〕由上圖我們不難明白，超聲焊的焊接原理：1,輸入低頻電--->---2.>3.通過變壓器裝置將高電頻信號轉換成機械振動。原理就和電鈴一樣，都是電磁場的高頻切換來實現，這個就是我們所謂的超聲了。--->>---5.>---6.焊頭將塑膠零件高頻摩擦，產生熱能。使塑膠熔化。>7..將兩零件融合在一起，然后冷卻，到達粘結目的。接下來著重講下超聲裝備各部件的根本參數：通過電源箱變頻后，其輸出頻率通常在20~50kHZ之間，(20kHZ最常用)其振幅通常在15~60um.也有時候會將其頻率調成15Khz.這種聲頻率適合用來超聲較大制件或是較軟的材料，如大型的PP材料外殼等。一但將超聲將塑膠局部熔化后，超聲會馬上停頓，通常這個超聲過程會在0.5~1.5S內完成。另外一個要了解的是焊頭的材料選擇：總體上來講，假設是用來超聲塑膠，我們一般一般選用質量較輕，強度較好，高耐摩擦，超聲傳導較優秀的金屬材料來制作。如我們通常用的有，鈦，鋁，或是其它合金。假設是用來作金屬+塑膠嵌件超聲，(“://5/bbs/thread-9248-1-2.html“://5/bbs/thread-9248-1-2.html)通常我們選用熱處理鋼就好。三，超聲波焊接頭設計對于像ABS,PC,HIPS等易于超聲熔接焊的塑膠，其接頭形式通常設計成以下幾種(設計方案一)會溢出，影響產品外觀。(設計方案二)(在學術界用專業的語言來講，)但是仍舊會有小局部溢料，影響外觀。(設計方案三)通常為了防止溢膠影響外觀，我們要做成如左圖形式，將超聲線做在止口內，防止塑膠熔體溢出。(設計方案四)當產品壁厚不夠，不能做止口構造時，為了防止塑膠熔體溢出影響外觀，通常我們將產品構造做成如左圖，做一個溢料收集器來防止不不良現像(設計方案五)有閱歷的工程師應當都知道，沒有美工線的產品在裝配變形后極易引起上下蓋錯位，從而導致刮手。超聲也是一樣，也有錯位的機率，為了防止有刮手現像，最好還是做一點美工線在上面。==更多精彩，源自無維網〔“://5/“5〕介紹完了超聲熔接焊的超聲接頭形式，大家肯定在想，那么超聲線的具體參數要怎么設計才合理呢？實際上超聲線的參數與其被超聲零件和材質與其體積大小有肯定的關系。通常我是這樣來設計的，見下表〔僅供參考〕止口的設計參數通常如以下圖：有時為了增加超聲波焊接強度，我們也可以在超聲面上做一些紋理，用來做超聲強度改進，如圖：[本帖最終由不怕于2007-9-1309:02 編輯]有閱歷的工程師可能也知道，用超聲波焊接完后有時候會消滅Gap不均勻的現像，就是有些地方的Gap大，有些地方的Gap小，導致產品行外丑陋，如以下圖實例：為什么會消滅這一狀況呢？我們在設計上該如何防止呢？首先我們假設在超聲波加工設備上是沒有問題的，那么我們要在~~不良緣由一：超聲線的設計不良。如圖~不良緣由二：超聲零件的材質不同，在超聲焊接中，兩被超聲的零件盡可能使用一樣的材料。如像PA,PA相互超聲連接。POM,只能與POM相互超聲。使用不同的材料相互超聲，更嚴峻的會有根本無法焊接的現象。相對來講，半結晶塑膠比較簡潔消滅不易超聲或是超聲不良。假設說因產品需求，我們肯定要用兩種不同的材料來進展超聲波焊接，建議將超聲構造做成機械互鎖式，如以下圖不良緣由三：超聲零件過于潮濕或是零件內摻有玻纖或是其它阻燃劑等化學成分，也會導致超困難或是不良現像[本帖最終由不怕于2007-9-1308:39 編輯]==更多精彩，源自無維網〔“://5/“5〕接下來就是大家比較關心的超聲線位置與超聲質量之間的關系，TONY版也有提過此問題，一起來回憶下TONY版提過的，請問是A超聲質量好還是B好。兩者的不同之處僅在于AB將超聲線設計在下蓋上。不怕的答案是：兩者超聲效果一樣，為什么這樣講呢，且聽我細細道來~~~假設超聲設備，超聲線設計參數及兩零件材料是一樣的，那么影響超聲質量的就只有超聲線與超聲波焊頭之間的距離了。這個就是我要講的近場焊與遠場焊。6.3mm6.3mm時，則稱為遠場焊。如圖：一般來講，像一般的塑膠材料，超聲線和焊頭距離越近越好，那樣更加簡潔產生焊接，但有些特別材料則只能使用遠場焊來進展焊接，如玻璃，無定形材料。由于使用近場焊簡潔會合零件產生裂紋或是其它損壞。所以就TONY那題我個人認為單從其超聲效果上來看是一樣的。沒有明顯差異。超聲熔接焊就給各位介紹到這里了，信任各位還有聽說過超聲緊壓焊，超聲埋塑焊，超聲剪切焊，超聲斜坡焊等等，其實原理和超聲熔接焊的原理差不多，只是在超聲線構造及超聲波能量上有些不同，在此，就不做介紹了，以后有用到的朋友，可以和我私下交談~~^^==更多精彩，源自無維網〔“://5/“5〕三：塑膠的旋轉焊接原來是不想在這里介紹的，但昨天看到abspom網友在設計齒輪組時有犯過此錯誤，大家還是吸取一下他的閱歷，避開后(“://5/bbs/thread-10595-1-2.html“://5/bbs/thread-10595-1-2.html)。他的問題如圖：為什么他設計的齒輪組會卡死呢？我們先假設他的齒輪組在參數方面沒有問題，實際上他的這個設計就是一個旋轉焊接裝置。我們首先來看一下旋轉焊接的原理圖：由上圖我們不難明白旋轉焊接的原理，它屬于摩擦焊接工藝，是由塑膠兩接觸面相互旋轉摩擦，產生高溫將焊面熔化，瞬間由氣動筒將兩零件壓合在一起